24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плазменная или лазерная резка; что лучше

Обе технологии — извечные конкуренты (но никак не антагонисты!). Хотя, при определенных условиях, одна вполне заменит другую. Однако существуют случаи, при которых предпочтения отдаются лазеру или плазме.

При упрощенном рассмотрении лазерная резка осуществляется за счет сфокусированного лазерного луча, который, собственно, является режущим элементом. Во время непрерывной работы он раскаляет металл, в зоне своего присутствия, до температуры плавления. А расплавленный (по сути, жидкий металл), удаляется, подаваемой под высоким давлением, струей газа.

При сублимационной лазерной резке, под воздействием лазерного импульса, в зоне резания листовой металл испаряется.

В плазменной резке теплота, расплавляющая материал, возникает за счет генерации плазменной дуги. Удаление расплава также происходит за счет воздействия плазменной струи на жидкий металл.

Чем отличается лазерная резка от плазменной

27/03/2017 09:46 Чем отличается Лазерная резка от плазменной В данной статье мы рассмотрим два различных способа резки металла, применяемых на сегодняшний день. Несмотря на то, что технологии очень близки и используются в одной области, существует и определенная разница, связанная с физическими процессами резки. Плазменная резка производится плазменной дугой, при этом резка происходит в результате расплавления материала, и расплав удаляется плазменной струей. Для генерации дуги используется специальное оборудование – плазмотрон и плазмообразующий газ, который вдувается под давлением. В лазерной резке материала используется луч лазера, сфокусированный и излучаемый твердотельным лазером. В процессе резки происходит нагрев до температуры плавления материала, а расплав удаляется газом под давлением или, в случае сублимационной резки, под воздействием импульса он испаряется.

Плюсы и минусы лазерной и плазменной резки. При лазерной резке обеспечиваются более точные размеры и минимальные потери материала при расплаве, а за счет того, что лазерный луч сфокусирован, уменьшается нагрев поверхности близкой к месту реза. Так, например, ширина реза при лазерной сварке составляет 0,2 — 0,37 мм, в то время как при плазменной — 0,8 — 1,5 мм. Точность лазерной резки ±0,05 мм, а у плазменной до ±0,5 мм в зависимости от толщины материала. При этом, окалина в местах резки у лазерной технологии практически отсутствует, а у плазменной небольшая, но все же присутствует. Лазерная резка наиболее часто используется для тонкостенного металла толщиной до 6 мм, т.к. позволяет при значительной скорости реза получить высокое качество деталей, не требующих дополнительной обработки. Но она практически не применяется для резки металла толщиной свыше 30 мм.

Плазменная резка более эффективна в более широком по толщине диапазоне. Высокое качество реза можно получить при обработке листов от 80 до 150 мм. У плазменной резки есть ограничения по величине отверстий. Считается, что хорошие правильные отверстия можно получить в случае если их диаметр сопоставим с толщиной материала.

Если подвести итоги такому краткому сравнению технологий, то можно прийти к выводу о том, где целесообразно применять ту или иную технологию. Так для лазерной резки приоритетным будет раскрой тонколистового материала сложной формы с высокой точностью геометрических размеров, а плазменная технология позволяет более эффективно резать материал со значительной толщиной. При этом, полученные детали потребуют дополнительной обработки.
Подпишись на наш Telegram-канал. В нем мы публикуем главное из жизни Саратова и области с комментариями

Лазерная и плазменная резка являются конкурирующими способами обработки металла. Чтобы вынести вердикт, какой метод эффективнее, важно разобраться в сути обеих технологий.

Особенности лазерной резки

Суть метода в точечном воздействии лазерным лучом, который расплавляет ненужный отрезок металла до жидкого состояния. Впоследствии этот участок удаляется с помощью газового потока. Преимущество лазерного воздействия в возможности охватить и удалить тонкую часть листа, что почти не сказывается на целостности материала. При контакте с лучом не происходит окисления, что позволяет продолжить операции с деталью без постобработки. Станок для лазерной резки металла незаменим при работе со сложными геометрическими формами и резкими изгибами. Считается, что лазерный вариант больше подходит для материала толщиной менее 6 мм. При этом работа станка характеризуется точностью и оперативностью процесса. Для листов толщиной 20–40 мм метод используется гораздо реже, нежели плазменный, а для изделий толще 40 мм – не используется вовсе.

Особенности плазменной резки

Суть метода в расплавлении металла при помощи дуги с ионизированным газом. Способ применяется, если толщина исходного материала достигает 40 мм и более. При этом становится возможным работать со сталью до 150 мм, алюминием – до 120 мм, медью – до 80 мм. При изготовлении прорезей плазменный метод накладывает определенные ограничения, касающиеся диаметра: он не должен быть меньше, чем толщина самого листа.

Сравнение лазерной и плазменной резки: что лучше?

И тот, и другой способ хорошо показывают себя в работе с тонкими металлическими пластами. Когда дело касается материалов толще 6 мм, задействование плазменной резки целесообразнее. Однако при небольшой толщине лазерная установка демонстрирует более качественные результаты, нежели ее аналог, что немаловажно при необходимости точного следования схеме. К тому же, лазер многофункционален: помимо нарезки, с его помощи можно производить маркировку, ставить отметки и т.д.

Читать еще:  Художественная резка нержавейки

В целом лазменная установка стоит дешевле, но это преимущество перекрывается большим количеством эксплуатационных расходов. Траты электроэнергии для выработки плазмы и поддержания функционирования куда выше, чем при обработке лазером. Использование слаботочных запчастей приводит к замедлению производительности плазменного станка, хотя и повышает качество его работы. При этом комплектующие рассчитаны на определенное количество проделанных отверстий. Соответственно, их состояние в большой степени влияет на итоговую стоимость работы оборудования.

Лазерные станки могут не нуждаться в замене деталей на протяжении нескольких нескольких лет — более точный срок зависит от условий эксплуатации. Общий масштаб расходов и в том, и в другом случае определяется сложностью работы, типом металла, числом отверстий и другими параметрами.

Ширина реза постоянна (0,2 — 0,375 мм)

Ширина реза не постоянна из-за нестабильности плазменной дуги (0,8 — 1,5 мм)

Низкие накладные расходы

Использование лазерного оборудования связано с пониженными накладными расходами. Во-первых, на генерацию лазерного луча затрачивается меньше электроэнергии, чем на формирование электродугового разряда, инициирующего возникновение плазмы. Экономия на электрической энергии может составлять до 30-40%. Для крупных промышленных предприятий это внушительная сумма.

Во-вторых, лазерный станок не нуждается в запасных частях, а конкретно – в новых форсунках. Кроме того, не нужно оплачивать работ по их замене. Это снижает финансовую нагрузку на предприятие и делает резак на основе лазера экономически более выгодным в сравнении со станком, режущим металлопрокат плазмой.

В заключение следует заметить, что лазерный луч показывает высокую эффективность при резке только листовых металлов. Если использовать направленный фотонный поток для разрезания массивных заготовок, например, швеллеров или двутавровых балок, то разница между лазером и плазмой будет практически неощутима. Более того, лазерный луч режет толстостенные металлы медленнее, чем ионизированный газ.

Что выбрать: Плазменная или Лазерная резка металла?

На чем и как можно сэкономить, преимущества и недостатки, что лучше

Технологии этих видов резки относятся к одной области применения и являются конкурирующими. Что проще и выгоднее использовать.

Лазерная резка металла

Инструментом при лазерной резке является сфокусированный лазерный луч. Он нагревает обрабатываемый материал до температуры плавления металла, сам расплавленный металл удаляется струей газа под высоким давлением. Или второй вариант при сублимационной — материал под воздействием лазерного импульса испаряется в зоне резки.

Плазменная резка металла

Плазменная резка заключается в проплавлении разрезаемого металла за счет тепла, генерируемой сжатой плазменной дугой, и интенсивном удалении расплава плазменной струей.

Преимущества лазерной резки металла

1. Более точные по перпендикулярности кромки и более узкие прорези. Не забываем учитывать толщины обрабатываемого материала.

2. Меньше деформаций при резке.

3. Высокая точность.

4. Высокая производительность.

Примечание. Просим учесть момент, что лазерная резка эффективна для толщин до 6 мм.

При этом не остается окалины, не требуется последующая обработка.

Кромки на толщинах до 4 мм и меньше остаются гладкими и прямолинейными. Если толщина свыше 4 мм кромки имеют отклонения со скосом примерно 0,5°.

Если рассматривать отверстия, то они имеют в нижней части несколько больший диаметр, чем в верхней, но остаются круглыми и хорошего качества.

Для металла толщиной 20–40 мм лазерная резка применяется очень редко, а для металла толщиной свыше 40 мм – практически не используется. Не забываем про сервисное обслуживание, здесь вам не обойтись без высококвалифицированного персонала.

Преимущества плазменной резки металла

1. Большой диапазон толщин металла до 80 мм.

2. Цена в десятки раз ниже, чем у лазера.

3. Эксплуатация источника и плазматрона не требует больших затрат. Элементы плазматрона легко может заменить оператор станка с ЧПУ.

4. Используя современные технологии резки, можно добиться качества аналогичного лазерной резке.

Подбираем оптимальные параметры, скорость и направление реза, высота плазматрона, сила тока, там самым снижаем величину конусности или убираем ее совсем. Сильно влияют также расходные материалы, используем только оригинальные в хорошем состоянии. Оплавление в углах так же можно обойти метод прохождения врезок «петлями».

Примечание. Для плазменной резки характерна конусность поверхности реза 3° — 10°. Присутствует небольшая окалина.

Лазерная или плазменная резка металла?

Что же выбрать?

1. Нужно определиться с толщиной разрезаемого металла.

Если вы планирует или используете металл небольших толщин, то результаты по качеству будет примерно одинаковые.

Если это металл толщиной свыше 6 мм, то в данном случае по скорости резки плазма превосходит лазерную резку.

Если это металл небольшой толщины до 4 мм, то качество резки в теории лазерный источник дает лучше.

2. Какие детали вам требуется резать и какое качество Вы желаете получить.

Если это тонкий металл и вам нужно вырезать тонкие ажурные детали, то да. Вам нужен лазер.

Если у Вас нет высоких требования к точности и есть допуски, нет тонких линий, то вы можете спокойно остановить свой выбор на плазменной резке.

Читать еще:  Резка плитки болгаркой алмазным кругом

3. Вам нужно не только резать, но еще наносить маркировку, делать гравировку.

Вы можете выбрать как универсальный лазер, так и использовать источник плазмы. Разработчики источников плазменной резки, могут предложить Вам и такой вариант.

4. Срок службы расходников

5. Да, срок службы расходников для лазерной резки намного выше, чем для плазменной. От нескольких недель до нескольких лет.

6. А теперь цена вопроса.

Это один из главных аспектов, наряду с качеством.

Если рассматривать цену из расчета: координатный стол + лазер или координатный стол + плазма, то разница будет ощутима. В разы. К примеру, для тонких металлов установка, оснащенная источником плазменной резки будет стоить менее 1 млн. рублей, а для тех же толщин металла стоимость установки плазменной резки будет приближаться к 10 млн. рублей. Стоимость приведена из расчета оптоволоконного лазера.

Параметры

Лазерная резка

Плазменная резка

Ширина реза постоянна (0,2 — 0,375 мм)

Ширина реза не постоянна из-за нестабильности плазменной дуги (0,8 — 1,5 мм)

±0,05 мм (0,2 — 0,375 мм)

Шероховатость поверхности R, мкм

При непрерывном режиме диаметр примерно равен толщине материала. Для импульсного режима минимальный диаметр отверстия может составлять одну треть толщины материала.

Минимальный диаметр отверстий составляет 1,5 от толщины материала, но не менее 4 мм. Выраженная склонность к эллиптичности, (возрастает с увеличением толщины материала).

Высокое качество углов

Происходит некоторое скругление угла, из нижней части среза удаляется больше материала, чем из верхней.

Обычно имеется (небольшая)

Присутствуют на острых наружных кромках деталей

Больше, чем при лазерной резке

Производительность резки металла

Высокая скорость на малых толщинах с заметным снижением при увеличении толщины, продолжительный прожиг больших толщин.

Быстрый прожиг; очень высокая скорость при малых и средних толщинах обычно с резким снижением при увеличении толщины.

Что лучше

Если Вас интересует и производству требуется рез с минимальной конусностью, с незаметным прожигом и почти отсутствующая окалина, вы режете тонкие металлы и располагаете суммой более 10 млн. руб, то можно остановиться на установке лазерной резки. Цена очень сильно зависит от толщины металла. На толщинах 4-6 мм установка лазерной резки дороже плазменной в 8-10 раз, при толщине 6-20 мм, разница в цене отличается в 18 раз и более.

Если Вас интересует и производству требуется рез с минимальной конусностью, с незаметным прожигом и почти отсутствующая окалина, вы режете металлы толщиной до 80 мм и располагаете суммой более 10 млн. руб, то можно остановиться на установке плазменной резки с источником профессиональной серии.

Если Вас интересует и производству дает допуск на конусность, отверстия и углы, вы режете металлы толщиной до 30 мм и располагаете суммой не более 1 млн. руб, то можно остановиться на установке плазменной резки с источником полупрофессиональной серии.

Более подробную информацию вы можете получить у наших менеджеров, они ответят на любые Ваши вопросы.

Основные различия между лазерной и плазменной резкой

Плазменные резаки используют смесь газов с электрической дугой, тогда как лазерные резаки используют сфокусированный луч света для выполнения процесса резки.

Существуют некоторые задания на резку, с которыми не справляются плазменные станки высокой четкости, например, плазменная резка тонко детализированного пильного полотна (для такого рода работ требуется лазерный резак).

По сравнению с плазменными резаками лучше купить станок лазерной резки для обеспечения более высокого уровня точности.

Капитальные вложения, необходимые для лазерного резака, значительно выше, чем для машин плазменной резки.

Волоконно-лазерные резаки лучше всего подходят для резки тонкого металлического листа, они могут резать все типы металла. Газовые лазерные резаки не могут резать медь, латунь и алюминий, поскольку они не работают на отражающих поверхностях.

Плазменные станки ограничены резкой, однако они могут резать все виды металла. Лазерные установки более универсальны, они могут резать, гравировать и сваривать.

Лазерные резаки обычно режут металл быстрее, чем плазменные, и потребляют меньше энергии, что делает их более экономичным вариантом резки металла. Однако первоначальные капиталовложения будут выше.

Лазерные резаки обычно не могут резать материалы такой толщины, как плазменные резаки, их экономически целесообразный предел – до 25 мм. Плазменные резаки обычно позволяют резать металл любого типа толщиной до 80 мм.

Качество реза и цена

В зависимости от толщины и типа обрабатываемых материалов стоит отдавать предпочтение тому или иному способу обработки.

Лазерная резка идеально подходит для широкого спектра материалов (черная сталь, нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, титан, дерево, пластик, резина, пр.). Оптимальные толщины, при которых лазерная резка справляется со своей задачей – до 20 мм (сталь). Точность лазерных установок достигают 0,02-0,05 мм, что позволяет ей вырезать сложные по конфигурации фигуры и обеспечивает высокую точность углов.

Цена лазерной резки при этом ниже плазменной и гидроабразивной резки, особенно ощутима ценовая разница при обработке материалов до 10 мм – у лазерного раскроя значительно выше скорость обработки и меньше стоимость расходных материалов, что в целом снижает себестоимость работы.

Читать еще:  Ручная гильотина для резки металла своими руками

Плазменная резка не менее прекрасно справляется практически с тем же спектром материалов, что и лазерная резка, за исключением тех, что не проводят ток. Также следует учитывать, что при резке тонких материалов из-за высокой температуры в зоне резания может возникнуть коробление контуров заготовок, в связи с чем для тонких материалов плазменная резка является нецелесообразной.

Цена плазменной резки немного выше, чем лазерная резка, что обуславливается менее износостойкими расходными материалами. При сравнении стоимости самих установок лазерной и плазменной резки однозначно можно сказать, что станки плазменной резки дешевле, однако дальнейшее их обслуживание дороже лазерных установок. Тем не менее, плазменная резка обладает более широким диапазоном толщин металлов, нежели лазерная резка, поэтому при толщинах более 20 мм плазменная резка по цене и производительности несомненно будет лидировать, так как себестоимость следующей альтернативны при обработке толстых материалов – гидроабразивная резка – еще более дорогая за счет относительно высокой стоимости установки, ее обслуживания и расходных материалов.

Гидроабразивная резка является альтернативой лазерной и плазменной резки, и в некоторых случаях – единственно возможной. Данный способ отлично справляется со сложными контурами с точностью до 0,025-0,1 мм. Гидроабразивная резка одинаково хорошо справляется с обработкой материала маленьких и больших толщин, однако скорость работы, стоимость и частота замены расходных материалов проигрывают лазеру и плазме.

Цена гидроабразивной резки для тонких материалов значительно уступает лазерной резке, при этом плазменная резка для тонких материалов не подходит. При обработке материалов толщиной свыше 20 мм (сталь) по качеству гидроабразивной резке не уступает плазменная резка, однако ее себестоимость и цена самой услуги гидроабразивной резки будет выше в связи с более высокой потребностью в комплектующих и расходных материалах.

Особенности лазерной обработки

Технология лазерной резки относится к передовым методам обработки металла. На данный момент она находит широкое применение в различных областях производства.

Суть метода заключается в том, что с помощью специализированного оборудования формируется лазерный луч, направляемый на обрабатываемое изделие. Площадь контакта в таком случае составляет порядка нескольких микрон.

В процессе резки металл локально нагревается до плавильных температур. В то же время остальная часть материала остается холодной за счет маленькой области контакта. В результате достигается высокая безопасность работы для персонала и самой детали.

Погрешность выполнения работы минимальна. В местах реза от лазерной сварки материал сразу испаряется. Расстояние между прибором и изделием составляет всего лишь пару сантиметров.

Эффективность данной технологии настолько высока, что после резки нет необходимости в дополнительной обработке. Изделие можно сразу же подвергать последующим технологическим процессам или отправлять в использование.

[box type=”fact”]В результате существенно экономится время и затраты. На крупных производствах подобный метод очень выгоден.[/box] Плазменная резка металла.

Лазерная обработка позволяет резать металлические детали небольшой толщины. Это могут быть алюминий, латунь, медь, нержавейка, титан и т.д. Кроме того метод в отличие от плазменного позволяет осуществлять фрезеровку изделий, а также просверливать отверстия.

Несмотря на то, что лазерная резка металла относится к самым современным технологиям, она имеет свои положительные и отрицательные стороны.

К достоинствам можно отнести:

  • возможность обработки любых материалов, в том числе хрупких и прочных;
  • отсутствие дефектов и высокая точность реза;
  • возможность кроить изделия любой формы благодаря высокой точности;
  • экономичность в использовании расходных материалов;
  • отсутствие необходимости в дополнительной обработке изделия после резки.

К недостаткам можно отнести:

  • высокую стоимость оборудования;
  • ограничение по толщине металла в двадцать миллиметров;
  • невозможность обработки материалов с высокой отражательной способностью.

Сравнение лазерной и плазменной резки

Можно выделить основные различия между лазерной и плазменной резкой.

    Толщина металла. Это основной параметр, который отличает два способа раскроя. Лазерная резка не имеет конкурентов при работе с металлами толщиной до 6 мм. При большей толщине замедляется скорость работы, и лазерную резку редко используют для раскроя металлов толщиной более 20 мм.

Плазменная резка эффективна при толщине материала 20–40 мм. Может использоваться для раскроя меди толщиной до 80 мм, чугуна – до 90 мм, алюминия и его сплавов – до 120 мм, легированных и углеродистых сталей – до 150 мм.

Конусность реза. При лазерной резке металла толщиной более 6 мм появляется конусность кромок порядка 0,5°. По этой причине нижняя часть получаемых отверстий имеет увеличенный диаметр.

Для плазменной резки этот параметр больше – 3–10°. При выполнении отверстий этим способом их выходной диаметр меньше входного.

Температурное воздействие. Лазерная резка характеризуется малой зоной температурного воздействия.

Плазменная резка воздействует на металлы высокой температурой, и листы толщиной до 0,5 мм могут покоробиться.

Качество резки. По этому параметру лидер – лазерная резка. Для нее характерны стабильный и точный рез, а также отличное качество кромок.

При использовании плазменной резки образуется окалина и нужна доработка кромок.

Сравнительные характеристики обоих способов раскроя металлов приведены в таблице ниже:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector